余姚電視臺(tái)播出機(jī)房監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

文丨徐 翔

（浙江省余姚市廣播電視臺(tái)，浙江余姚 315400）

1 系統(tǒng)背景概述

廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全，直接關(guān)系到國(guó)家安全、社會(huì)穩(wěn)定以及廣播電視宣傳工作的正常進(jìn)行。目前數(shù)字化是當(dāng)前世界科技發(fā)展的必然趨勢(shì)，是國(guó)家信息化的必然要求。整個(gè)廣電行業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型，數(shù)字電視的實(shí)施，徹底改變了廣播電視業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)方式。在現(xiàn)階段我國(guó)大部分廣播電視播出監(jiān)控機(jī)房數(shù)字化播出改造后一般需要監(jiān)測(cè)的電視信號(hào)有幾十路到上百路，頻道數(shù)目越來(lái)越多的同時(shí)，也帶來(lái)了許多新的問(wèn)題：

（1）傳統(tǒng)的CRT監(jiān)視器構(gòu)成的電視墻成本高、熱量高、體積大、功耗大，而且顯示單一；

（2）依靠人工職守，效率不高，無(wú)法顧及所有頻道的安全運(yùn)行；

（3）現(xiàn)存設(shè)備功能單一，不適合國(guó)內(nèi)機(jī)房要求，不能有效輔助值班人員進(jìn)行日常值守；

（4）監(jiān)測(cè)報(bào)警的智能化程度不足，不能及時(shí)提醒值班人員出現(xiàn)故障或無(wú)法準(zhǔn)確告知故障類(lèi)型。

基于以上目的及需求，為了確保有線電視節(jié)目高質(zhì)量安全傳輸，迫切需要建設(shè)一套有線數(shù)字電視、數(shù)字音頻廣播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2 總體思路和系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 QAM信號(hào)多畫(huà)面顯示與信道碼流監(jiān)測(cè)

要求監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完成調(diào)制器輸出并混合后的末端QAM信號(hào)24路頻點(diǎn)的監(jiān)測(cè)（節(jié)目數(shù)量約160左右）。要求系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)QAM信號(hào)的信道同步鎖定、碼流同步丟失、信號(hào)強(qiáng)度（載波功率）、信號(hào)質(zhì)量（噪聲指示）、有效強(qiáng)度（載噪比）、MER、EVM、星座圖、誤碼率（RS糾錯(cuò)之前和之后）、節(jié)目靜幀、黑場(chǎng)、靜音、音視頻丟失、聲道、音量大小等等參數(shù)，系統(tǒng)需要完成節(jié)目?jī)?nèi)容和信號(hào)質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，節(jié)目畫(huà)面通過(guò)大屏幕進(jìn)行多畫(huà)面顯示。

2.2 RF模擬有線電視信號(hào)和自辦頻道的播出信號(hào)監(jiān)測(cè)

要求系統(tǒng)具備42套R(shí)F模擬有線電視節(jié)目的監(jiān)測(cè)功能及本臺(tái)3套自辦節(jié)目的畫(huà)面的監(jiān)測(cè)，可做到節(jié)目?jī)?nèi)容多畫(huà)面顯示監(jiān)測(cè)和信號(hào)質(zhì)量參數(shù)的監(jiān)測(cè)。節(jié)目質(zhì)量監(jiān)測(cè)包括視音頻載波電平，V/A比等參數(shù)的監(jiān)測(cè)。

系統(tǒng)組成：

2臺(tái)BHC2000工業(yè)機(jī)箱

系統(tǒng)配備2臺(tái)BHC2000工業(yè)機(jī)箱，每臺(tái)機(jī)箱可放置4塊不同功能的板卡。

3塊BHQA28多通道QAM監(jiān)測(cè)卡

系統(tǒng)通過(guò)3塊BHQA28多通道QAM監(jiān)測(cè)卡，完成24個(gè)頻點(diǎn)QAM信號(hào)信道和碼流層面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。

3塊BHIP22多通道IP碼流解擾卡

系統(tǒng)通過(guò)3塊BHIP22多通道IP碼流解擾卡完成24個(gè)頻點(diǎn)碼流的實(shí)時(shí)解擾，將解擾后清流通過(guò)交換機(jī)發(fā)送給多畫(huà)面顯示主機(jī)完成節(jié)目畫(huà)面解碼顯示監(jiān)測(cè)。

6臺(tái)TrinityAres-Display多畫(huà)面顯示監(jiān)測(cè)報(bào)警主機(jī)

通過(guò)交換機(jī)接收監(jiān)測(cè)前端實(shí)時(shí)發(fā)送的組播TS流，完成視音頻內(nèi)容的解碼，通過(guò)大屏幕顯示設(shè)備完成節(jié)目多畫(huà)面顯示和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息顯示。每臺(tái)主機(jī)可以支持40套數(shù)字電視節(jié)目的監(jiān)測(cè)和顯示，可輸出2路VGA/DVI信號(hào)到兩塊大屏幕進(jìn)行顯示。4臺(tái)主機(jī)完成多達(dá)160套標(biāo)清數(shù)字電視節(jié)目的多畫(huà)面顯示和監(jiān)測(cè)信息。對(duì)監(jiān)測(cè)到的故障和異常提供多種方式的報(bào)警，具備時(shí)段錄像和故障提前觸發(fā)錄像功能，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)監(jiān)測(cè)信息和錄像文件進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和查詢，具備成熟的多級(jí)用戶管理功能，支持遠(yuǎn)程訪問(wèn)和操作

1臺(tái)TrinityAres-QAM信道碼流監(jiān)測(cè)集中監(jiān)管服務(wù)器

集中顯示所有信道碼流參數(shù)監(jiān)測(cè)信息和故障報(bào)警信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)QAM信號(hào)的載波功率、信道同步鎖定、碼流同步丟失、信號(hào)強(qiáng)度（載波功率）、信號(hào)質(zhì)量（噪聲指示）、有效強(qiáng)度（載噪比）、MER、EVM、誤碼率（RS糾錯(cuò)之前和之后）、流帶寬和節(jié)目帶寬等參數(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理所有監(jiān)測(cè)前端和修改監(jiān)測(cè)參數(shù)。

1套42路RemoteAres模擬監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 完成42路模擬電視節(jié)目信號(hào)

在信號(hào)出現(xiàn)黑場(chǎng)、靜幀、視音頻丟失、音頻過(guò)高過(guò)低、臺(tái)標(biāo)異常時(shí)及時(shí)提供語(yǔ)音報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)關(guān)注并解決故障。系統(tǒng)在提出報(bào)警的同時(shí)自動(dòng)記錄故障發(fā)生時(shí)刻該頻道的提前30S錄像，保存完整的錄像記錄。同時(shí)利用射頻場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量終端用于對(duì)返回的開(kāi)路接收RF信號(hào)進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果通過(guò)以太網(wǎng)分別送至各自監(jiān)測(cè)主機(jī)。并自動(dòng)按時(shí)段設(shè)置自動(dòng)對(duì)測(cè)量值進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。

1臺(tái)千兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)

整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的樞紐，所有碼流和監(jiān)測(cè)信息通過(guò)交換機(jī)進(jìn)行IP組播。

1套報(bào)警監(jiān)聽(tīng)音箱

所有監(jiān)測(cè)主機(jī)輸出的報(bào)警語(yǔ)音和節(jié)目伴音音頻信號(hào)通過(guò)報(bào)警服務(wù)器軟件進(jìn)行處理，集中輸出給1對(duì)報(bào)警監(jiān)聽(tīng)音箱進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)。

1臺(tái)KVM切換器

彈性模量是土體特征的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),反映了所敷設(shè)土的軟硬程度.為了研究對(duì)管道變形的影響,在保證其他參數(shù)不變情況下,從軟到硬對(duì)不同彈性模量的土基進(jìn)行分析比較,得到對(duì)管道變形的影響關(guān)系曲線如圖6所示.

所有主機(jī)輸出VGA信號(hào)給KVM切換器，同時(shí)接入鼠標(biāo)鍵盤(pán)控制線，這樣通過(guò)KVM切換器，僅僅使用一套鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和顯示器就可以完成對(duì)所有主機(jī)的操作控制和操作臺(tái)上的監(jiān)看。

3 播出機(jī)房監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能概述

3.1 數(shù)字多畫(huà)面顯示和視音頻監(jiān)測(cè)（TrinityAres-Display多畫(huà)面顯示監(jiān)測(cè)報(bào)警主機(jī)）

采用高性能硬件配置基礎(chǔ)，結(jié)合成熟和優(yōu)秀的系統(tǒng)軟件，可支持多達(dá)40套以上節(jié)目的視音頻組合顯示，并且跟隨硬件技術(shù)發(fā)展和軟件的升級(jí)，應(yīng)具備相應(yīng)的擴(kuò)展能力，能輕松地實(shí)現(xiàn)將來(lái)增加節(jié)目的顯示和監(jiān)測(cè)的需求。

每臺(tái)主機(jī)可以輸出兩路VGA/DVI信號(hào)，把40套以上節(jié)目的畫(huà)面分別輸出到2個(gè)大屏上顯示。輸出畫(huà)面為原始無(wú)壓縮數(shù)據(jù)，指標(biāo)清晰，支持分辨率高達(dá)1920×1080。可以任意選擇TS over IP組播碼流，任意選擇節(jié)目，進(jìn)行畫(huà)面組合監(jiān)聽(tīng)、監(jiān)看和監(jiān)測(cè)。實(shí)時(shí)顯示節(jié)目伴音音量柱、支持模擬/數(shù)字時(shí)鐘顯示，可以疊加自定義圖片。

支持畫(huà)面的任意組合，可以快速的配置顯示方案。可以在任意主機(jī)上通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)對(duì)多畫(huà)面顯示監(jiān)測(cè)報(bào)警主機(jī)進(jìn)行多畫(huà)面組合顯示的配置，而無(wú)需在監(jiān)測(cè)主機(jī)上操作。

任何一個(gè)電視頻道畫(huà)面可以放大到全屏，同時(shí)監(jiān)聽(tīng)此頻道聲音。支持高清數(shù)字電視節(jié)目顯示和監(jiān)測(cè)，可以與標(biāo)清節(jié)目同屏組合顯示。

節(jié)目?jī)?nèi)容實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警，包括：靜幀、黑場(chǎng)、視音頻丟失、聲音過(guò)高/過(guò)低等。對(duì)音頻監(jiān)測(cè)分為左、右、雙聲道，三種方式監(jiān)測(cè)和監(jiān)聽(tīng)。在畫(huà)面上顯示監(jiān)測(cè)信息和故障報(bào)警信息。

支持語(yǔ)音、日志、狀態(tài)燈報(bào)警，并可以擴(kuò)展短信、電話等更多報(bào)警方式。

可以實(shí)時(shí)直接錄制碼流，沒(méi)有文件大小和時(shí)間的限制，只受硬盤(pán)空間的限制。

3.2 數(shù)字信道和碼流監(jiān)測(cè)集中顯示和報(bào)警（TrinityAres-QAM信道碼流監(jiān)測(cè)集中監(jiān)管主機(jī)）

所有信道和碼流監(jiān)測(cè)參數(shù)都可獨(dú)立設(shè)置故障觸發(fā)碼流錄制，可以對(duì)碼流錄制的文件大小、持續(xù)時(shí)間和提前錄制時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。

碼流帶寬分析信息顯示和統(tǒng)計(jì)，包括：最大值、最小值、當(dāng)前值、CA信息占用帶寬。

CA監(jiān)測(cè)信息顯示，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)ECM、EMM的有無(wú)、帶寬是否溢出和CW加密控制字是否按時(shí)間間隔發(fā)生變化等。

支持QAM信道參數(shù)、碼流的詳細(xì)分析。集中語(yǔ)音報(bào)警，支持語(yǔ)音、文字、日志、標(biāo)識(shí)、網(wǎng)絡(luò)等多種報(bào)警方式，還可擴(kuò)展電話、短信、報(bào)警燈等。

支持?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及可視化報(bào)表功能，支持表報(bào)打印輸出。

可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所有監(jiān)測(cè)前端工作狀態(tài)，查詢?nèi)我忸l點(diǎn)和碼流的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，調(diào)用選定時(shí)段的故障觸發(fā)錄制存儲(chǔ)的碼流進(jìn)行下載和播放。

可以從碼流中任選1套節(jié)目實(shí)時(shí)解碼顯示視音頻內(nèi)容。

根據(jù)分級(jí)用戶權(quán)限進(jìn)行操作和管理。

4 總 結(jié)

本系統(tǒng)內(nèi)的所有設(shè)備工作在專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，監(jiān)測(cè)設(shè)備與傳輸鏈路并行，不影響現(xiàn)有播出系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，在各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效的監(jiān)管，起到協(xié)助機(jī)房人員快速判斷故障點(diǎn)和均衡信道資源的作用。系統(tǒng)是一個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它有別于目前市面存在的碼流分析儀器。它基于數(shù)字電視監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求，非常適用于日常監(jiān)測(cè)工作。其次，系統(tǒng)充分考慮到了中國(guó)人的操作習(xí)慣，采用全中文操作界面，簡(jiǎn)單易用，充分體現(xiàn)了人性化設(shè)計(jì)，使用者只需通過(guò)眼觀耳聽(tīng)即可了解到數(shù)字信號(hào)在那個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，從根本上減輕了機(jī)房值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。